霍尔效应法测量磁场,实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划霍尔效应法测量磁场,实验报告　　霍尔效应测量磁场　　【实验目的】　　(1)了解霍尔效应的基本原理(2)学习用霍尔效应测量磁场　　【仪器用具】　　仪器名参数电阻箱?霍尔元件?导线?　　SXG-1B毫特斯拉仪±(1%+)PF66B型数字多用表200mV档±(%+2)DH1718D-2型双路跟踪稳压稳流电源0~32V0~2A　　Fluke15B数字万用表电流档±(%+3)VictorVC9806+数字万用表

2、200mA档±(%+4)　　【实验原理】　　(1)霍尔效应法测量磁场原理　　若将通有电流的导体至于磁场B之中，磁场B(沿着z轴)垂直于电流IS(沿着x轴)的方向，如图1所示则在导体中垂直于B和IS方向将出现一个横向电位差UH，这个现象称之为霍尔效应。　　图1霍尔效应示意图　　若在x方向通以电流IS，在z方向加磁场B，则在y方向A、A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场.当载流子所受的横向电场力FE洛伦兹力FB相等时：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的

3、专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　????×??=????　　此时电荷在样品中不再偏转，霍尔电势差就有这个电场建立起来。N型样品和P型样品中建立起的电场相反，如图1所示，所以霍尔电势差有不同的符号，由此可以判断霍尔元件的导电类型。　　设P型样品的载流子浓度为p，宽度为w，厚度为的d。通过样品电流IS=pqvwd，则空穴速率v=IS/pqwd，有　　????????????　　U??=????=

4、=????=??????????　　其中RH=1/pq称为霍尔系数，KH=RH/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。　　(2)霍尔元件的副效应及其消除方法　　在实际测量过程中，会伴随一些热磁副效应，这些热磁效应有：埃廷斯豪森效应：由于霍尔片两端的温度差形成的温差电动势UE能斯特效应：热流通过霍尔片在其端会产生电动势UN　　里吉—勒迪克效应：热流通过霍尔片时两侧会有温度差产生，从而又产生温差电动势UR　　除此之外还有由于电极不在同一等势面上引起的不等位电势差U0　　为了消除副效应，在操作时我们需要分别改变IH和B的

5、方向，记录4组电势差的数据目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　当IH正向，B正向时：??1=????+??0+????+????+????当IH负向，B正向时：??2=????????0?????+????+????当IH负向，B负向时：??3=???????0+??????????????当IH正向，B负向

6、时：??4=?????+??0???????????????取平均值有　　1　　??1???2+??3???4=????+????≈????(3)测量电路　　图2霍尔效应测量磁场电路图　　霍尔效应的实验电路图如图所示。IM是励磁电流，由直流稳流电源E1提供电流，用数字万用表安培档测量IM。IS是霍尔电流，由直流稳压电源E2提供电流，用数字万用表毫安档测量IS，为了保证IS的稳定，电路中加入电阻箱R进行微调。UH是要测的霍尔电压，接入高精度的数字多用表进行测量。　　根据原理(2)的说明，在实验中需要消除副效应。实

7、际操作中，依次将IS、IM的开关K1、K2置于(+,+)、(?,+)、(?,?)、(+,?)状态并记录Ui即可，其中+表示正向接入，?表示反向接入。　　【实验内容】　　1.测量霍尔电流IS和霍尔电压UH的关系　　将霍尔片置于电磁铁靠近中心处　　调节IM=A，调节R及E2使得IS=mA，测量并记录霍尔电压目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业

8、务技能及个人素质的培训计划　　UH，每次消除副效应　　更换输入端口，重复的操作作出UH-IS图，验证其线性关系2.测量KH　　保持IS=10mAIM=A　　调节IM使其从~每间隔分别测量并记录磁场强度B和霍尔电　　压UH。每次测量旋转探头使得读数最大，以保证探头霍尔片垂直于磁场根据原理(1)中给出的线性拟合得到KH　　由得到的KH，根据在不同IM时测得的UH计算B，作出B-IM曲线3.